[김편의 오디오파일] 베릴륨부터 뮤메탈까지…오디오는 재료공학이다

포칼 소프라2 © News1
(서울=뉴스1) 김편 오디오칼럼니스트 = 폴리에틸렌 폴리프로필렌 케블라 마그네슘 카본 뮤메탈 퍼멀로이 알루미늄 로듐 두랄루민 알니코 페라이트 네오디뮴 베릴륨 다이아몬드 MDF 유리섬유 한지 고무 세라믹 구리 금 은 납… 이게 다 뭘까. 바로 오디오에 투입되는 다양다종의 재료들이다. 스피커 유닛의 진동판(콘) 재료만 봐도, 프랑스 포칼(Focal)에서는 갈대 모양의 한해살이 아마에서 얻은 섬유(플랙스)로 콘을 만들고, 풀레인지 스피커로 유명한 독일 보자티프(Voxativ)는 서예용으로 쓰이는 일본산 종이로만 콘을 만든다. 한때 B&W 스피커의 강렬한 상징은 미드레인지 유닛에 쓰인 노란색 인조섬유 케블라였다. 오디오 재료공학의 세계를 조금은 찬찬히 들여다봤다.

우선 요즘 가장 각광받고 있는 금속은 베릴륨(beryllium)이다. 가벼운데다 강하고, 내구성(내부식, 내열)과 탄성까지 뛰어나 스피커 고역대를 책임지는 트위터 재질로는 가장 이상적인 소재로 꼽힌다. 고역을 내기 위해서는 가볍고 강한 진동판이 무척 빠르고 정확하게 앞뒤로 움직여야 하기 때문이다. 베릴륨 트위터가 보통 40kHz 이상의 고주파 대역을 쉽게 커버할 수 있는 이유다. 최근 열렸던 2017 서울 국제오디오쇼에서 화제를 모았던 포칼의 신형 플로어 스탠딩 스피커 ‘소프라2’도 베릴륨 트위터를 써서 초고역대까지 막힘없이 투명하게 뻗는 상쾌한 소리를 들려줬다. 이밖에 미국의 하이엔드 스피커 브랜드인 매지코(Magico)와 락포트(Rockport)도 이 베릴륨 트위터를 즐겨 쓴다. 이에 비해 핀란드의 앰피언(Amphion)은 티타늄, 영국의 B&W는 다이아몬드 트위터로 유명하다.

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체르노프케이블 © News1
인터케이블이나 스피커케이블 선재의 경우 지금까지 대세는 단결정(Single crystal) 무산소동선(OFC. Oxygen Free Copper)이었다. 신호 흐름에서 발생할 수 있는 왜곡을 최소화할 수 있다는 이유에서였다. 하지만 러시아의 케이블 제작사 체르노프(Tchernov)는 구리를 OFC로 만드는 과정, 즉 구리에서 산소를 흡착시키기 위해서는 반드시 다량의 실리콘(Si)을 투입해야 하는데 이 실리콘 성분이 음악신호 전송에 그야말로 ‘쥐약’이라고 봤다. 실리콘은 아무리 극소량만 함유돼 있어도 유황(S), 게르마늄(Ge), 셀레늄(Se) 등과 함께 선재 내에서 일종의 ‘반도체’ 역할을 함으로써 전류의 흐름을 방해한다는 것이다. 필자도 이 체르노프 케이블의 싱싱한 음악전송 실력에 놀라 현재 이 회사 인터케이블을 2조 운용하고 있다.

직열 진공관에서 전자를 방출시키는 필라멘트의 재질과 그에 따른 차이도 흥미롭다. 요즘 대부분의 진공관 필라멘트는 토륨으로 코팅한 텅스텐. 2400도에서 하얗게 가열되며 토륨에서 전자가 방출된다. 그냥 텅스텐을 쓰는 것보다 전자를 더 잘 방출시키며 고전압도 더 잘 견딘다고 한다. 이에 비해 산화 피막 필라멘트는 산화 바륨과 스트론튬으로 텅스텐을 코팅했다. 1000도에서 오렌지 빛깔로 가열되며 토륨 코팅보다 전자 방출을 훨씬 잘 시킨다. 한마디로 효율이 좋다. 그러나 고전압에서 손상되기 쉬워 대출력관에서는 사용할 수 없다. 주로 작은 관에서 사용한다.

스피커 드라이버 후면에 붙은 모터 시스템의 핵심인 ‘자석’(magnet)은 알니코(Alnico), 페라이트(Ferrite)를 거쳐 네오디뮴(Neodymium)이 대세가 됐다. 철(Fe), 붕소(B)와 합금시켜 만드는 네오디뮴 자석(NdFeB)은 현존하는 가장 강력한 영구자석으로 알려졌다. 케이블 내부의 절연체로는 고분자화합물인 폴리에틸렌(Polyethylene)과 실크, 종이 등이 주로 사용된다. 이밖에 독특한 재질의 스피커 미드레인지와 우퍼 유닛으로는, 독일 음향업체 아큐톤(Accuton)의 트레이드 마크인 세라믹, 영국 스피커제작사 KEF의 동축 유닛에 투입된 마그네슘과 알루미늄 합금, 영국 스피커제작사 하베스(Harbeth)가 처음 채택한 폴리프로필렌이 유명하다.  

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